Funde aus der Steinzeit unterhalb des Kimmelsberges weisen auf eine sehr frühe Besiedlung des Metternicher Raumes hin. Nordwestlich des Stadtteils von Koblenz wurden römische Zeugnisse aus den ersten fünf Jahrhunderten entdeckt. Dass auch die Franken in Metternich ansässig waren, belegen merowingische Grabfunde südwestlich des Ortskerns.
Erstmals urkundlich erwähnt wurde Metternich (Metrich) im Jahre 1140.
Bis ins 13. Jahrhundert befand sich Metternich im Besitz der Herren von Isenburg, die das Lehen von den Pfalzgrafen empfangen hatten. Von da an gehörte gehörte die Grundherrschaft und Gerichtsbarkeit verschiedenen Adelsfamilien, denen der Ort wahrscheinlich durch Erbschaft zugefallen war. Die Abtei Marienstatt im Westerwald besaß 1215 ein großes Hofgut im Ort. Ein anderes Hofgut, der Rohrer Hof, war 1206 schon geraume Zeit in der Hand der Zisterzienserabtei Himmerod/Eifel.
Als 1664 mit dem Tod des Grafen Ernst das Geschlecht deren von Isenburg-Grenzau ausstarb, wurde deren Herrschaft als erledigtes Lehen sowohl vom Erzstift Trier als auch von der Kurpfalz eingezogen. Doch der kurpfälzische Einfluss schwand bald und Trier war alleiniger Ortsherr. Metternich gehört bis 1794 zum Amt Bergpflege. Der letzte Kurfürst von Trier, Clemens Wenzeslaus, machte sich um Metternich verdient, als er zwischen 1783 und 1786 die erste Wasserleitung legen ließ, die vom Kimmelberg über die Moselbrücke in das Ortsinnere führte.
Unter französischer Herrschaft (1794-1814) wurde Metternich 1801 dem Kanton Rübenach zugeordnet. 1816 kam es an das preußische Amt Ehrenbreitstein. Ab dem 1. April 1879 kommt Metternich zur Bürgermeisterei Coblenz-Land, zuvor hatte es zur Bürgermeisterei Bassenheim gehört. Seit dem 1. Juli 1937 ist der Ort ein Stadtteil von Koblenz.
Der Bombenkrieg fordert 1944/45 auch in Metternich zahlreiche Todesopfer. Amerikanische Soldaten und Panzer besetzen den Ort am 8. März 1945.